马萨诸塞州伍斯特市 – 去年冬天的一个下午,朱莉·埃利斯在科斯池塘附近的树林下展开了一块长长的白色防水布,那里有数百只乌鸦栖息。她的任务是:尽可能多地收集鸟粪。
回到实验室,埃利斯的同事们仔细检查了粪便。在对其细菌进行检测时,他们发现了一些不寻常的东西——使乌鸦对抗生素产生耐药性的基因。
根据疾病控制与预防中心的数据,耐药性感染是对人类健康快速增长的威胁,这主要是由于在人类医学和畜牧生产中过度使用抗生素所致。仅在美国,每年就有至少200万人因对抗生素耐药的感染而患病。
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现在,包括在四个州进行的乌鸦粪便研究在内的新研究,提供了证据,表明抗生素耐药性已经从医院和农场蔓延到野生动物身上。
一些专家担心,用这些基因污染野生动物可能会加速耐药性的传播。然而,对人类健康的后果仍然知之甚少。
“我们已经记录了源自人类的耐药性出现在不应该出现的地方——野生动物和环境中。但我们对这可能如何影响公共健康知之甚少。目前还没有确凿的证据,”塔夫茨大学兽医学院的研究科学家埃利斯说。
除了乌鸦之外,在海鸥、家蝇、蛾子、狐狸、青蛙、鲨鱼和鲸鱼,以及来自加利福尼亚州和华盛顿州的沙子和沿海水样本中都检测到了耐药性基因。
蔓延到野生动物是“问题范围广泛的一个指标。微生物连接着地球,”乔治华盛顿大学环境与职业健康教授兰斯·普莱斯说。
“危险在于,我们进入了后抗生素时代,即使是我们最后一道防线的药物也无法发挥作用,日常感染也会变得危及生命,”他说。
虽然抗生素在不到100年的时间里彻底改变了医学,但产生抗生素的细菌已经在自然界中存在了数百万年。天然抗生素很可能是在竞争性细菌之间的生物军备竞赛中进化出来的武器。
但是,埃利斯和其他人现在看到的这种环境耐药性是不同的——它是人为的。
“已经改变的是,我们对抗生素的使用给细菌带来了巨大的选择压力,”参与乌鸦研究的堪萨斯州立大学微生物学家卢德克·祖雷克说。
细菌可以相互交换基因,因此那些存活下来的细菌可以将抵抗抗生素攻击的遗传设备传递给不相关的细菌菌株,从而在全世界范围内传播耐药性,一个微生物接着一个微生物地传播。
“那些获得耐药基因的细菌在使用抗生素的环境中生存得更好。它们可以胜过所有其他细菌,”普莱斯说,他主张反对在牲畜中使用抗生素。
在乌鸦研究中,科学家在马萨诸塞州、堪萨斯州、纽约州和加利福尼亚州四个州收集了近600个粪便样本。采样中的15只乌鸦,约占2.5%,携带了对万古霉素(一种用于治疗难以治疗的医院获得性感染的最后手段药物)具有耐药性的基因。除了加利福尼亚州之外,在所有州都发现了携带耐药基因的乌鸦。
“万古霉素耐药基因[在环境样本中]很少见,因此他们在乌鸦身上很容易发现它意义重大,”弗吉尼亚理工大学的环境工程师艾米·普鲁登说,她研究的是作为水体中新兴污染物的抗生素耐药基因。
研究人员说,令人震惊的是,乌鸦体内的一些对万古霉素具有耐药性的细菌对人类医学和牲畜饲料中广泛使用的其他几种抗生素也具有耐药性。
很难追溯耐药性的来源。
“由于鸟类非常活跃,它们有可能在迁徙过程中从多个来源获得耐药基因,”埃利斯说。“也许它们有一天会去垃圾箱或污水处理厂,之后又会去农民的田地。”
抗生素耐药性的来源并不总是能够确定,因为许多药物同时用于人类和动物医学。然而,研究作者得出结论,野生乌鸦中的万古霉素耐药性带有人类临床来源的特征。
他们推测,废物处理场可能是乌鸦体内细菌的潜在来源。
“传统的废水处理方法可能不会破坏遗传物质,”普鲁登说。
关于耐药性的大部分研究都集中在医院和医疗保健机构。美国疾病预防控制中心估计,开给人们的所有抗生素中有50%是不必要的。
最近,研究人员开始将注意力转向环境,将其作为耐药性的来源。美国牲畜生产中使用的抗生素量(用于预防和治疗疾病以及促进生长)远多于人类医学。据估计,每年售出30,000吨抗生素用于食用动物。“根据疾病预防控制中心在9月份发布的一份报告,食用这些食物的人可能会发生耐抗生素感染。”
目前尚不清楚乌鸦和其他野生动物在加速这些感染的传播或产生新的感染中可能扮演什么角色(如果有的话)。
“野生动物可能是谜题的重要组成部分,”普鲁登说。“这当然是值得更多研究的领域。”
本文最初发表于环境健康新闻,环境健康科学(一家非营利性媒体公司)出版的新闻来源。